Женщина. Эволюционный взгляд на то, как и почему появилась женская форма - Дина Эмера Страница 40

У сумчатых очень необычный способ размножения. На ранних стадиях развития зародыш сумчатого остается в половых путях матери в яичной скорлупе. Как и у утконоса, некоторые выделения из матки просачиваются через яичную скорлупу, но сумчатые вылупляются из яйца, еще будучи в матке. После вылупления эмбрион ненадолго прикрепляется к слизистой оболочке с помощью простой плаценты, через которую доставляются питательные вещества и газы. У исследованных сумчатых плацента образуется из слияния желточного мешка и хориона, и существует она недолго. Работая над докторской, я проводила исследование, которое показало, что у домовых опоссумов общая продолжительность беременности около четырнадцати дней, а плацента прикрепляется только на двенадцатый день. Другими словами, плацента существует всего два дня, прежде чем малыш-опоссум родится на свет. Считается, что малыш после вылупления рождается так быстро, потому что пищеварительные ферменты, разрушающие яичную скорлупу, раздражают слизистую оболочку матки и провоцируют роды. Все малыши сумчатых рождаются очень недоразвитыми. Это крошечные беспомощные эмбрионы с огромными лапами и ртами – все для того, чтобы скорее добраться до соска и попить молока, деточка! После рождения они еще долгое время живут в сумке или другом защищенном месте у матери, сосут грудь и продолжают развитие. После двухнедельной беременности домовый опоссум кормит грудью еще около восьми недель. Для сравнения, мышь, принадлежащая к третьей группе млекопитающих – плацентарные, – вынашивает и выкармливает примерно одинаковое количество времени – около трех недель. Молоко у сумчатых, как и у однопроходных, является основным источником питательных веществ, необходимых для развития малыша.

Плацента у плацентарных млекопитающих более сложная, инвазивная и долговечная. Она настолько сложна, что ее классифицируют как отдельный орган, требующий длительного периода развития, чтобы стать полностью функциональным (у человека это весь первый триместр). Яичная скорлупа у плацентарных млекопитающих не образуется, а плод долгое время остается в утробе матери, обычно гораздо дольше, чем продолжительность репродуктивного цикла матери. У мелких млекопитающих, таких как мыши, беременность длится несколько недель, а у более крупных, таких как слоны и киты, – почти два года. Это удивительный подвиг, учитывая, что плод генетически не идентичен матери, что при других обстоятельствах (например, при трансплантации органов) может привести к отторжению. Длительные сроки беременности позволяют плацентарным млекопитающим завершить большую часть своего развития под защитой в утробе матери. Малыши рождаются гораздо более развитыми, чем у однопроходных или сумчатых, и у многих видов новорожденные могут быстро прийти в себя и сразу начать заниматься своими делами. Детеныши зебр и жирафов, например, начинают ходить через несколько минут после рождения.

У всех плацентарных млекопитающих плацента происходит из хориона и аллантоиса – двух оболочек амниотического яйца. Пуповина, соединяющая плод с плацентой, образуется из ножки аллантоиса, выходящей из кишечника плода. Это прекрасный пример того, как природа берет что-то, созданное для одних целей – эти мембраны в амниотическом яйце нужны для хранения отходов (аллантоис) и газообмена (аллантоис и хорион) – и настраивает для создания чего-то нового. Одним из ключевых изменений у млекопитающих стало появление особого типа клеток, возникших из хориона – трофобласт, который позволил плаценте стать инвазивной. У людей клетки трофобласта проникают сквозь поверхностный слой клеток матки, а часть из них может проникнуть глубже в слизистую оболочку, чтобы отыскать больше кровеносных сосудов. Когда клетки трофобласта находят кровеносные сосуды, они разрывают их, расширяют и встраиваются туда вместо стенок сосудов, чтобы мать не могла снова их сузить. Остальная часть плаценты насыщается кровью, обеспечивая плод постоянным притоком питательных веществ. Но эта сложная инвазивная плацента не возникла из ниоткуда, слизистой оболочке матки и ее иммунной системе пришлось развиваться вместе с тканями плаценты, чтобы попытаться предотвратить инвазию. Так у матерей тоже появился новый тип клеток – децидуальные клетки. Они выполняют множество функций, включая контроль глубины проникновения клеток трофобласта. Взаимодействие между материнскими децидуальными клетками и клетками фетального трофобласта настолько тесное, что многие биологи считают плаценту органом как плодных, так и материнских тканей.

Сравнение новорожденного сумчатого (кенгуру), однопроходного (утконоса) и плацентарного млекопитающего (собаки)

Ткани плаценты настолько проникают в матку во время беременности, что при выходе плаценты после рождения ребенка с ней выходят и децидуальные клетки. Децидуальные клетки ведут себя как листья деревьев осенью – они опадают с матки во время родов (и во время менструации). Когда после рождения первого сына я следом родила плаценту, акушер сразу спросил, хочу ли я посмотреть на нее (все знали, что я изучаю этот орган в рамках докторской диссертации). Плацента напоминает мясистый, кровавый губчатый жилистый диск, не совсем размером с ребенка, но больше, чем ожидаешь (примерно 30 сантиметров в диаметре и весом около половины килограмма). Самая запоминающаяся аналогия из всех, что я слышала, что она похожа на «швабру в ведре с кровью». Швабра – это плацента плода, она не гладкая, а покрыта ворсинками, которые увеличивают площадь поверхности и, соответственно, площадь соприкосновения для поглощения питательных веществ. Ведро с кровью – это матка, наполненная материнской кровью, выделяемой под действием инвазивных клеток трофобласта.

Пускай я покажусь странной, но я считаю, что плацента – самый крутой орган на свете. Во-первых, она развивалась независимо у абсолютно разных животных – у рыб, рептилий и млекопитающих – что подчеркивает преимущества живорождения для разных сред. Но если посмотреть на плаценту у разных млекопитающих, она не перестает удивлять. Ведь сердца, легкие или даже мозги выглядят у млекопитающих примерно одинаково. Но не плацента – она сильно отличается у разных видов. Как говорит репродуктивный иммунолог Чарли Лок в своей книге о плаценте под названием «Нить жизни»[93], которую я с удовольствием отрецензировала, когда та вышла в свет, кажется, существует бесконечное разнообразие форм, размеров и структуры плаценты. Ни один другой орган не имеет столько вариаций, и это озадачивало биологов целые десятилетия, ведь для успешного размножения плацентарных млекопитающих он имеет решающее значение.

Сосредоточив внимание только на одном аспекте – насколько глубоко плацента проникает в матку – мы предполагаем, что ранние плацентарные млекопитающие, после появления инвазивных клеток трофобласта, имели умеренно инвазивную плаценту. Но потомки этого предка начали экспериментировать с данным свойством разными неожиданными способами. У некоторых групп (например, у той, куда входят коровы и лошади) плацента стала менее инвазивной и практически не может повредить слизистую оболочку матки. Умение этих видов предотвращать проникновение плаценты могло иметь далеко идущие последствия – в частности могло повлиять на то, как они справляются с раком (мы поговорим об этом в восьмой главе). На другом полюсе находится плацента обезьян (в том числе наша),